武大方國家Nat. Commun.：疊層效率28.47%！氧化釔工程化基底，提升鈣鈦礦太陽能電池耐久性

主要內容

透明導電氧化物（TCOs）作為鈣鈦礦太陽能電池（PSCs，perovskite solar cells）的基礎材料，長期以來因被認為具有穩(wěn)定性，其對器件壽命的影響常遭忽視。然而，武漢大學方國家、新加坡國立大學侯毅、意大利技術研究院Annamaria Petrozza以及武漢紡織大學陶晨等人的研究揭示，氟摻雜氧化錫（FTO）在運行應力作用下存在不穩(wěn)定問題，這進一步加劇了鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性難題。

該研究團隊引入的這一通用且可規(guī)?；瘜嵤┑慕缑婀こ滩呗?，是通過熱蒸發(fā)并在室溫下氧化，在粗糙的FTO表面形成一層共形的氧化釔（Y?O?）中間層。該中間層不僅能與FTO形成牢固的界面結合，表現(xiàn)為粘附能增強，還能有效抑制離子擴散，從而穩(wěn)定基底。因此，研究團隊實現(xiàn)了前所未有的運行耐久性，未封裝的器件在連續(xù)運行1200小時后，性能幾乎無衰減。

此外，經氧化釔修飾的FTO適用性廣泛，可在多種器件結構中實現(xiàn)高效率，包括n - i - p結構達到26.48%（認證值為26.12%）、p - i - n結構達到26.34%，以及全鈣鈦礦疊層器件達到28.47%。這些結果凸顯了基底工程在鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）中常被忽視的重要性，也表明武漢大學方國家、新加坡國立大學侯毅、意大利技術研究院Annamaria Petrozza和武漢紡織大學陶晨等人提出的策略，是實現(xiàn)耐用、高效鈣鈦礦光伏技術的可靠且具商業(yè)可行性的途徑

文獻信息

Yttrium oxide engineered substrate enables improved durability for perovskite solar cells

Haibing Wang, Yansong Ge, Wenlong Shao, Xingyu Xiong, Guang Li, Nengxu Li, Xuzhi Hu, Guoyi Chen, Kailian Dong, Wei Ai, Zixi Yu, Zhimiao Zheng, Chen Wang, Fang Yao, Xiaojuan Cao, Songzhan Li, Jianwei Zhao, Weijun Ke, Chen Tao, Yi Hou, Annamaria Petrozza & Guojia Fang

https://www.nature.com/articles/s41467-025-64548-y

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